DE102015219735A1 - Device for detecting an object - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (100) zum Detektieren eines Objekts, aufweisend: – einen Magnetfeldsensor (10); – eine Recheneinrichtung (20); – eine funkbasierte Übertragungseinrichtung (30); – wobei mittels des Magnetfeldsensors (10) und der Recheneinrichtung (20) eine Ermittlung eines Magnetfeldvektors in einem Messbereich des Magnetfeldsensors (10) durchführbar ist, wobei eine Änderung des ermittelten Magnetfeldvektors gegenüber einem definierten Initialwert ermittelbar ist, wobei Daten des erfassten Magnetfeldvektors mittels der Übertragungseinrichtung (30) übertragbar ist; und – einen elektrischen Energiespeicher (40) mittels dessen der Magnetfeldsensor (10), die Recheneinrichtung (20) und die funkbasierte Übertragungseinrichtung (30) mit elektrischer Energie versorgbar sind.An apparatus (100) for detecting an object, comprising: - a magnetic field sensor (10); - a computing device (20); - a radio-based transmission device (30); - wherein by means of the magnetic field sensor (10) and the computing device (20) a determination of a magnetic field vector in a measuring range of the magnetic field sensor (10) is feasible, wherein a change of the determined magnetic field vector relative to a defined initial value can be determined, wherein data of the detected magnetic field vector by means of the transmission device (30) is transferable; and - an electrical energy store (40) by means of which the magnetic field sensor (10), the computing device (20) and the radio-based transmission device (30) can be supplied with electrical energy.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren eines Objekts. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Detektieren eines Objekts.The invention relates to a device for detecting an object. The invention further relates to a method for detecting an object.
Stand der TechnikState of the art
Die Bestimmung der Auslastung von Parkhäusern und bezahlten Parkplätzen ist für deren Betreiben und für die Verkehrsregelung in Städten von hoher Bedeutung. Daher werden Sensoren zur Überwachung von Parkplätzen benutzt, die den Zustand des Parkplatzes an eine Kontrollstelle übermitteln. Die Erfassung des Zustands erfolgt normalerweise entweder über Magnetfeldsensoren, Kameras oder durch emittierende Sensoren wie Ultraschall- oder Radarsensoren, oder eine Kombination dieser Sensoren.The determination of the occupancy rate of multi-storey car parks and paid car parks is of great importance for their operation and traffic regulation in cities. Therefore, sensors are used to monitor parking spaces, which transmit the state of the parking lot to a control point. The detection of the condition is usually either via magnetic field sensors, cameras or by emitting sensors such as ultrasonic or radar sensors, or a combination of these sensors.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Detektieren eines Objekts bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved apparatus for detecting an object.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Detektieren eines Objekts, aufweisend:
- – einen Magnetfeldsensor;
- – eine Recheneinrichtung;
- – eine funkbasierte Übertragungseinrichtung;
- – wobei mittels des Magnetfeldsensors und der Recheneinrichtung eine Ermittlung eines Magnetfeldvektors in einem Messbereich des Magnetfeldsensors durchführbar ist, wobei eine Änderung des ermittelten Magnetfeldvektors gegenüber einem definierten Initialwert ermittelbar ist, wobei Daten des erfassten Magnetfeldvektors mittels der Übertragungseinrichtung übertragbar sind; und
- – einen elektrischen Energiespeicher mittels dessen der Magnetfeldsensor, die Recheneinrichtung und die funkbasierte Übertragungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgbar sind.
- A magnetic field sensor;
- A computing device;
- A radio-based transmission device;
- - wherein by means of the magnetic field sensor and the computing device, a determination of a magnetic field vector in a measuring range of the magnetic field sensor is feasible, wherein a change of the determined magnetic field vector relative to a defined initial value can be determined, wherein data of the detected magnetic field vector can be transmitted by the transmission device; and
- - An electrical energy storage means of which the magnetic field sensor, the computing device and the radio-based transmission device are supplied with electrical energy.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Detektieren eines Objekts, aufweisend die Schritte:
- – Ermitteln eines Magnetfeldvektors in einem Messbereich des Magnetfeldsensors;
- – Vergleichen des erfassten Magnetfeldvektors mit einem in einer Initialisierungsphase ermittelten Magnetfeldvektor, und
- – Signalisieren, falls eine Änderung wenigstens eines Parameters des Magnetfeldvektors detektiert wurde.
- - Determining a magnetic field vector in a measuring range of the magnetic field sensor;
- Comparing the detected magnetic field vector with a magnetic field vector determined in an initialization phase, and
- Signaling, if a change of at least one parameter of the magnetic field vector has been detected.
Auf diese Weise kann ein Objekt im Umfeld des Magnetfeldsensors detektiert werden, wobei weiteres Datenmaterial über das Objekt gewonnen werden kann. Aufgrund der Auswertung des Erdmagnetfelds nach Betrag und Richtung sind auch geringfügige Änderungen im Umfeld des Magnetfeldsensors erkennbar, so dass auch Aussagen über äußere Gegebenheiten des detektierten Objekts getroffen werden können. Mittels der funkbasierten Übertragungseinrichtung können diese Informationen effizient und zeitnah an ein entferntes System zur weiteren Verarbeitung bzw. Auswertung übertragen werden.In this way, an object in the vicinity of the magnetic field sensor can be detected, wherein further data on the object can be obtained. Due to the evaluation of the geomagnetic field by magnitude and direction and minor changes in the environment of the magnetic field sensor can be seen, so that statements about external conditions of the detected object can be made. By means of the radio-based transmission device, this information can be transmitted efficiently and promptly to a remote system for further processing or evaluation.
In vorteilhafter Weise kann die Vorrichtung in Umgebungen eingesetzt werden, in denen kein leitungsgebundenes Stromnetz zu Energieversorgungszwecken zur Verfügung steht. Dadurch kann ein Aufwand bei einer Installation der Vorrichtung vorteilhaft gering gehalten werden.Advantageously, the device can be used in environments in which no line-connected power network is available for power supply purposes. As a result, an expense in an installation of the device can be advantageously kept low.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the device are the subject of dependent claims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge und ein Winkel des Magnetfeldvektors ermittelbar sind. Dadurch wird das Erdmagnetfeld in räumlichen Aspekten erfasst und es kann dadurch eine Wirkung eines Objekts auf das Erdmagnetfeld effizient bestimmt werden. Auf diese Weise kann können Aussagen über Eigenschaften und Parameter des Objekts getroffen werden.An advantageous development of the device is characterized in that a length and an angle of the magnetic field vector can be determined. As a result, the geomagnetic field is detected in spatial aspects, and it can thereby efficiently determine an effect of an object on the earth's magnetic field. In this way, statements about properties and parameters of the object can be made.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Initialwert des Magnetfeldvektors im Messbereich des Magnetfeldsensors ohne Objekt erfassbar ist. Dadurch können Vergleiche von erfassten Magnetfeldvektoren mit dem Initialwert durchgeführt werden, wodurch Änderungen des Erdmagnetfelds leicht erkennbar sind.A further advantageous development of the device is characterized in that the initial value of the magnetic field vector in the measuring range of the magnetic field sensor can be detected without an object. As a result, comparisons of detected magnetic field vectors with the initial value can be carried out, as a result of which changes in the earth's magnetic field are easily recognizable.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass im Messbereich des Magnetfeldsensors ein Erdmagnetfeld in x-, y-, und z-Richtung ermittelbar ist. Auf diese Weise können Änderungen im Erdmagnetfeld mathematisch genau definiert erkannt werden.A further advantageous development of the device is characterized in that a geomagnetic field in the x-, y-, and z-direction can be determined in the measuring range of the magnetic field sensor. In this way, changes in the Earth's magnetic field can be detected mathematically well defined.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass mittels wenigstens eines Schwellwerts für einen Betrag und/oder einen Winkel des Magnetfeldvektors ermittelbar ist, ob sich ein Objekt im Messbereich des Magnetfeldvektors befindet. Eine Erkennungs- bzw. Detektionsgenauigkeit der Vorrichtung lässt sich dadurch mit definierten Schwellen festlegen.A further advantageous development of the device provides that by means of at least one threshold value for an amount and / or an angle of the magnetic field vector it is possible to determine whether an object is located in the measuring range of the magnetic field vector. A recognition or detection accuracy of the device can be defined by defined thresholds.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ermittelbar ist, ob sich ein Winkel des Magnetfeldvektors geändert hat oder ob sich eine Länge des Magnetfeldvektors geändert hat oder ob sich der Winkel und die Länge des Magnetfeldvektors geändert haben, wobei jeweils definierte Toleranzschwellen zum Erkennen einer Änderung berücksichtigbar sind. Auf diese Weise werden vordefinierte Kriterien implementiert, mittels derer ein Vorhandensein eines Objekts auf einfache Weise und zuverlässig festgestellt werden kann.A further advantageous development of the device is characterized in that it can be determined whether an angle of the Magnetic field vector has changed or whether a length of the magnetic field vector has changed or whether the angle and the length of the magnetic field vector have changed, each defined tolerance thresholds for detecting a change are taken into account. In this way, predefined criteria are implemented by means of which the presence of an object can be determined in a simple and reliable manner.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildungsvorrichtung sieht vor, dass insbesondere ein Fahrzeug auf einer Parkfläche detektierbar ist. Dadurch wird ein nützlicher Anwendungsfall für die Vorrichtung bereitgestellt, für welchen effizient und effektiv ermittelt werden kann, ob die Parkfläche noch frei oder schon belegt ist. A further advantageous development device provides that, in particular, a vehicle can be detected on a parking area. This provides a useful use case for the device for which it can be efficiently and effectively determined whether the parking area is still empty or already occupied.
Eine freie Parkfläche bezeichnet dabei insbesondere eine Parkfläche, auf der sich kein Fahrzeug befindet. Eine belegte Parkfläche bezeichnet dabei insbesondere eine Parkfläche, auf der sich ein Fahrzeug befindet.A free parking area refers in particular to a parking area on which no vehicle is located. An occupied parking area refers in particular to a parking area on which a vehicle is located.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine zweite aktive Sensoreinrichtung aufweist, wobei mittels der zweiten Sensoreinrichtung eine im Wesentlichen fehlerfreie Detektion eines Objekts im Messbereich des Magnetfeldsensors durchführbar ist. Auf diese Weise kann beispielsweise mittels der aktiven Sensoreinrichtung in Form eines Radarsensors oder eines Ultraschallsensors eine Detektion im Messbereich des Magnetfeldsensors mit hoher Detektionsgüte durchgeführt werden. Dadurch kann beispielsweise ein zuverlässiger Initialwert für den Magnetfeldvektor bestimmt werden.A further advantageous development of the device is characterized in that it has a second active sensor device, wherein by means of the second sensor device a substantially error-free detection of an object in the measuring range of the magnetic field sensor can be carried out. In this way, for example, by means of the active sensor device in the form of a radar sensor or an ultrasonic sensor, a detection in the measuring range of the magnetic field sensor can be performed with high detection quality. As a result, for example, a reliable initial value for the magnetic field vector can be determined.
Offenbarte Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend die Vorrichtung in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen des Verfahrens ergeben und umgekehrt. Mit anderen Worten bedeutet dies insbesondere, dass sich technische Funktionalitäten des Verfahrens aus der Vorrichtung und umgekehrt ergeben.Disclosed device features result analogously from corresponding disclosed method features and vice versa. This means, in particular, that features, technical advantages and embodiments relating to the device result analogously from corresponding embodiments, features and advantages of the method and vice versa. In other words, this means, in particular, that technical functionalities of the method result from the device and vice versa.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von zwei Figuren im Detail beschrieben. Dabei bilden alle offenbarten Merkmale, unabhängig von ihrer Rückbeziehung in den Patentansprüchen sowie unabhängig von ihrer Darstellung in der Beschreibung und in den Figuren den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The invention will be described below with further features and advantages with reference to two figures in detail. In this case, all disclosed features, regardless of their relationship in the claims and regardless of their representation in the description and in the figures form the subject of the present invention.
In den Figuren zeigt:In the figures shows:
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
cosα = a × b/||a|| × ||b|| mit den Parametern:
- a
- Initialwert des Magnetfeldvektors
- b
- neuer Magnetfeldvektor
- α
- Winkel zwischen den Magnetfeldvektoren a und b
- a
- Initial value of the magnetic field vector
- b
- new magnetic field vector
- α
- Angle between the magnetic field vectors a and b
In einem Schritt
Falls im Schritt
Falls im Schritt
Es versteht sich von selbst, dass bei den Prüfschritten
In einer Initialisierungsphase des Verfahrens, die beispielsweise jeweils in Schritt
Beispielsweise kann vorgesehen sein, einen definierten Zyklus zur Durchführung der periodischen Messungen vorzusehen. Zu diesem Zweck ist eine Recheneinrichtung
Ferner ist in der Vorrichtung
Die auf der Recheneinrichtung
Es werden mittels des Magnetfeldsensors
Auf diese Weise kann eine zuverlässige Erkennung eines Zustandes des Parkplatzes (Belegt oder Nicht-Belegt) durchgeführt werden, da eine Auswirkung einer räumlichen Änderung des Magnetfelds auf den Magnetfeldsensor
Vorteilhaft ist auf diese Weise unterstützt, dass Rückschlüsse auf geparkte Fahrzeugtypen gemacht werden können, da jedes Fahrzeug unterschiedliche Auswirkungen auf das gemessene Magnetfeld haben kann. Ferner lässt sich dadurch auch ermitteln, in welcher Weise geometrisch ausgerichtet das Fahrzeug auf der Fläche angeordnet ist. Dadurch lassen sich Daten erheben, die unterschiedliche Fahrzeugtypen identifizieren. Aus diesen Daten können die Fahrzeugtypen auf unterschiedliche Weise spezifisch behandelt werden, beispielsweise betreffend eine Erhebung von Parkgebühren.It is advantageously supported in this way that conclusions can be made on parked vehicle types, since each vehicle can have different effects on the measured magnetic field. Furthermore, it is also possible to determine how geometrically oriented the vehicle is arranged on the surface. As a result, data can be collected that identifies different vehicle types. From these data, the types of vehicles can be treated specifically in different ways, for example regarding a charging of parking fees.
Dadurch ist es auch möglich, eine statistische Auswertung einer Nutzung der Parkfläche über einen definierten Zeitraum zu erfassen und auf diese Weise eine effiziente Parkraumbewirtschaftung zu ermöglichen.As a result, it is also possible to record a statistical evaluation of a use of the parking area over a defined period of time and in this way to enable efficient parking space management.
Vorteilhaft ist es mit dem vorgeschlagenen Verfahren also möglich, unterschiedliche Objekte zu erkennen, da sowohl die Ablenkung des Magnetfelds als auch der Betrag der Einwirkung des Magnetfelds berücksichtigt werden. Dadurch lassen sich vorteilhaft auch kleinere Objekte mit einer schwachen Wirkung auf das Erdmagnetfeld erkennen.It is thus advantageously possible with the proposed method to detect different objects, since both the deflection of the magnetic field and the amount of the action of the magnetic field are taken into account. As a result, even smaller objects with a weak effect on the earth's magnetic field can advantageously be detected.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung
Im Ergebnis kann dadurch vorteilhaft ein stromsparender Betrieb der Vorrichtung
Zusammenfassend werden mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, mit denen ein verbessertes Detektionsprinzip für einen an sich bekannten Magnetfeldsensor bereitgestellt wird. Aufgrund des verbesserten Detektionsprinzips kann umfangreiches Datenmaterial über die detektierten Objekte bereitgestellt werden, wodurch geeignete Maßnahmen betreffend die unterschiedlichen detektierten Objekte getroffen werden können.In summary, the present invention describes an apparatus and a method with which an improved detection principle for a magnetic field sensor known per se is provided. Due to the improved detection principle, extensive data on the detected objects can be provided, whereby suitable measures regarding the different detected objects can be made.
Vorzugweise kann die vorgeschlagene Vorrichtung als ein System zum Überwachen einer Parkfläche ausgebildet sein, das sich aufgrund von geringem Verkabelungsaufwand einfach installieren lässt und eine hohe Detektionsgüte von Fahrzeugen auf der Parkfläche ermöglicht.Preferably, the proposed device may be designed as a system for monitoring a parking area, which can be easily installed due to low cabling and allows a high detection quality of vehicles on the parking area.
Obwohl die Erfindung vorgehend anhand von konkreten Anwendungsbeispielen beschrieben worden ist, kann der Fachmann vorgehend auch nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the invention has been described above by means of concrete examples of application, the person skilled in the art can realize previously or only partially disclosed embodiments, without departing from the gist of the invention.
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DE102015219735A1 true DE102015219735A1 (en) | 2017-04-13 |
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